【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印件力学性能测试，尤其涉及一种3d打印非标准试样的应变测试装置和方法。
技术介绍
1、随着社会进步和工业发展，传统制造工艺在满足个性化、复杂化和高性能需求方面暴露出局限性。3d打印点阵技术以其独特的优势，为解决这些问题提供了新的途径。3d打印点阵结构具有轻质、高强度、可设计性强等特点，在航空航天、生物医学、建筑等领域具有广泛的应用潜力。例如在航天上用于制造轻质高强的航空结构件，降低飞行器的重量，提高燃油效率；在生物医学领域，用于定制化植入物，满足患者个性化需求，促进骨骼、软组织等损伤的修复；在建筑领域，用于制备新型建筑材料，实现建筑结构的高效和可持续发展。
2、3d打印点阵结构具有多孔、非均匀和各向异性的特点，需要通过拉伸检测其基础力学性能。而传统的拉伸试样设计标准主要适用于传统加工方法制备的均匀材料，无法充分反映3d打印点阵结构特殊的力学行为。因此，为了准确评价3d打印点阵结构的拉伸性能，开发与之相适应的非标准拉伸试样。非标准试样能够更好地模拟3d打印点阵在实际应用中的受力状态，从而为结构优化和性能改进提供可靠依据。
3、但是，在非标准试样拉伸测试实验时也存在以下问题：首先，非标准试样的测试段选择困难，可能无法满足标准测试方法中关于标距长度的要求，从而产生误差；其次，数据采集困难，由于点阵结构的非均匀性，传统的数据采集系统可能无法准确捕捉这些变化，导致测试数据的失真。目前光学精密测量领域中的视频引伸计、散斑应变测量（digitalimage correlation，dic）方法能够解
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种3d打印非标准试样的应变测试装置和方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术实施例第一方面提供了一种3d打印非标准试样的应变测试装置，包括：
3、两个拉伸试样端头；
4、拉伸试样点阵段，设置在两个所述拉伸试样端头之间；
5、两个连接平台，设置在所述拉伸试样端头上，所述连接平台位于所述拉伸试样端头宽度方向的中间位置处，所述连接平台上设置有两个圆形的凸台；
6、两个测量板，所述测量板的一端与所述连接平台上设置的两个凸台绑定，两个所述测量板的另一端互相搭接；和
7、接触式引伸计，其两端夹持在两个所述测量板的另一端。
8、进一步地，所述拉伸试样端头设置有夹持端和平台安装部，所述连接平台设置在所述平台安装部上，以使所述连接平台与所述夹持端无干涉区域。
9、进一步地，所述测量板与所述凸台的绑定牢固可靠，通过自锁式的扎带或机械连接的方式实现。
10、进一步地，所述测量板与所述凸台在通过自锁式的扎带进行绑定时，每根扎带固定在每个所述凸台的上方，拉紧扎带至最大紧固度，以将所述测量板的一端与所述连接平台连接；或
11、所述测量板与所述凸台在通过机械连接的方式进行绑定时，所述凸台为螺纹孔，通过将螺钉插入螺纹孔中将其拧紧，以将所述测量板的一端与所述连接平台连接。
12、进一步地，两个所述测量板分别为上测量板和下测量板，其中，所述上测量板的一端设置有第一通槽，另一端设置有弹性端；所述下测量板的一端设置有第二通槽；
13、所述第一通槽套设在一连接平台上设置的两个凸台上，所述第二通槽套设在另一连接平台上设置的两个凸台上，所述弹性端搭接在下测量板的另一端上，以使所述上测量板的另一端搭接在所述下测量板的另一端上。
14、进一步地，所述第一通槽的宽度和所述第二通槽的宽度与所述凸台的直径相同。
15、进一步地，所述连接平台相对于所述拉伸试样点阵段的高度为5~15mm；
16、所述测量板的厚度为1mm~1.5mm；
17、所述凸台的高度是所述测量板厚度的1.5~2倍；
18、两个所述测量板的搭接长度为5~10mm；
19、所述连接平台的表面粗糙度大于等于ra3.2；
20、所述测量板的材料为结构钢。
21、进一步地，所述接触式引伸计设置有上夹持片和下夹持片，所述上夹持片夹持在上测量板的弹性端，所述下夹持片夹持在下测量板上远离第二通槽的一端。
22、进一步地，所述上夹持片和所述下夹持片的相远离的端面之间的距离为20~40mm。
23、本专利技术实施例第二方面提供了一种用于上述的3d打印非标准试样的应变测试装置的应变测试方法，包括以下步骤：
24、s1、比较3d打印非标准试样的宽度方向尺寸和厚度方向尺寸的相对大小，将较大尺寸对应的方向确定为最终的宽度方向；其中，3d打印非标准试样包括两个拉伸试样端头以及设置在两个拉伸试样端头之间的拉伸试样点阵段；
25、s2、基于步骤s1确定的最终的宽度方向，在每个拉伸试样端头的宽度方向上的中间位置处设置一个连接平台；
26、s3、在每个连接平台上设置两个圆形的凸台，两个凸台的圆心的坐标在宽度方向上相同；
27、s4、设置两个测量板，两个测量板的一端分别与两个连接平台连接，两个测量板的另一端互相搭接；
28、s5、将测量板的一端与连接平台上的凸台绑定，另一端夹持接触式引伸计；
29、s6、夹持3d打印非标准试样，夹持接触式引伸计，拉伸3d打印非标准试样，检测其拉伸应变；
30、s7、根据接触式引伸计的测量值计算3d打印非标准试样的等效应变。
31、本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在非标准试样上设置连接平台和测量板，通过测量上下测量板的相对位移来等效测量点阵的测量区域变形量，从而实现了非标准拉伸试样等效应变的测量；本专利技术的测量成本相较于现有的视频引伸计方法的测量成本降低了50%以上，本专利技术的测量时间相较于现有的dic（包括前处理及视频图像的后处理时间）方法的测量时间减少了90%，本专利技术的测量准确度能达到接触式引伸计的准确度，为应变值的，本专利技术实现了低成本、高效率、高精确度的非标准试样拉伸应变的测量。
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1.一种3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述拉伸试样端头（1）设置有夹持端（1-1）和平台安装部（1-2），所述连接平台（3）设置在所述平台安装部（1-2）上，以使所述连接平台（3）与所述夹持端（1-1）无干涉区域。
3.根据权利要求1所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述测量板（4）与所述凸台（3-1）的绑定牢固可靠，通过自锁式的扎带或机械连接的方式实现。
4.根据权利要求3所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述测量板（4）与所述凸台（3-1）在通过自锁式的扎带进行绑定时，每根扎带固定在每个所述凸台（3-1）的上方，拉紧扎带至最大紧固度，以将所述测量板（4）的一端与所述连接平台（3）连接；或
5.根据权利要求1所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，两个所述测量板（4）分别为上测量板（4-1）和下测量板（4-2），其中，所述上测量板（4-1）的一端设置有第一通槽（4-1-1），另一端设置有弹性
6.根据权利要求5所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述第一通槽（4-1-1）的宽度和所述第二通槽（4-2-1）的宽度与所述凸台（3-1）的直径相同。
7.根据权利要求1所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述连接平台（3）相对于所述拉伸试样点阵段（2）的高度为5~15mm；
8.根据权利要求1所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述接触式引伸计（5）设置有上夹持片（5-1）和下夹持片（5-2），所述上夹持片（5-1）夹持在上测量板（4-1）的弹性端（4-1-2），所述下夹持片（5-2）夹持在下测量板（4-2）上远离第二通槽（4-2-1）的一端。
9.根据权利要求8所述的3D打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述上夹持片（5-1）和所述下夹持片（5-2）的相远离的端面之间的距离为20~40mm。
10.一种用于权利要求1-9中任一项所述的3D打印非标准试样的应变测试装置的应变测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的3d打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述拉伸试样端头（1）设置有夹持端（1-1）和平台安装部（1-2），所述连接平台（3）设置在所述平台安装部（1-2）上，以使所述连接平台（3）与所述夹持端（1-1）无干涉区域。
3.根据权利要求1所述的3d打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述测量板（4）与所述凸台（3-1）的绑定牢固可靠，通过自锁式的扎带或机械连接的方式实现。
4.根据权利要求3所述的3d打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，所述测量板（4）与所述凸台（3-1）在通过自锁式的扎带进行绑定时，每根扎带固定在每个所述凸台（3-1）的上方，拉紧扎带至最大紧固度，以将所述测量板（4）的一端与所述连接平台（3）连接；或
5.根据权利要求1所述的3d打印非标准试样的应变测试装置，其特征在于，两个所述测量板（4）分别为上测量板（4-1）和下测量板（4-2），其中，所述上测量板（4-1）的一端设置有第一通槽（4-1-1），另一端设置有弹性端（4-1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂大明，陈立朋，张宇，张璐，吴翠玲，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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